1.  应用背景

 近年来，随着计算机技术的发展，国内外选矿厂的自动化水平越来越高，选矿厂的检测与控制系统也开始要求实现稳定控制、监督控制、最优控制。浮选过程控制的主要因素包括：药剂的加药量、基于泡沫信息的综合检测分析技术、浮选矿浆pH值、浮选槽液位、充气量等。目前，浮选系统的加药还是以人工为主，人工加药难免会造成较大误差和药剂浪费，达不到精准加药，国内外的选矿厂都在研究自动加药系统，以实现高精度的药剂自动添加。

 PBS气泡尺寸监测系统是基于以上技术难点和检测要求应运而生，可应用在大型选矿厂的浮选设备上进行过程监测。该设备在PBM气泡监测系统的基础上增加了自动进样系统和自控系统，测试结果可用于表征浮选机的刮泡量、判断所给药剂量是否合适、评定精矿的品位和回收率，在矿物浮选领域有成熟应用。

2.  PBS气泡尺寸监测系统测试原理

 在矿物浮选过程中，浮选槽内气泡的上浮速度，气含率以及气泡颗粒尺寸对浮选效果有很大影响。传统的测量设备通过测量压力变化率来测试表观气体流速，通过测试电导率来表征气含率，通过摄像机拍摄获得气泡尺寸数据。PBS气泡尺寸监测系统可以实现同时监测以上三类数据，实时准确高效。

 PBS气泡尺寸监测系统的气泡粒度测试模块采用透射光原理设计，由仪器末端发出的激光透过测试样品，通过探头另一端高放大倍数的CCD相机获取气泡及颗粒物的高质量图像，对于微小颗粒也可以清晰成像。再通过功能强大的图像算法，分析图像上每一个颗粒的轮廓，从而得到等效颗粒尺寸、颗粒尺寸分布、颗粒尺寸变化趋势、颗粒数量变化趋势等数据。浮选槽内部气泡的表观气体流速J_g可通过计算PBS设备的储液罐液位下降速率获得。气含率通过浸没在浆料中的传感器采集的数据计算获得。

3.  PBS气泡尺寸监测系统测试结果

气泡/泡沫图像

气泡/泡沫流动速度

气泡/泡沫数量

气泡/泡沫浓度

气泡/泡沫浊度变化趋势

数量、索特直径、体积加权下的气泡平均粒径

数量、索特直径、体积加权下的气泡粒度分布

数量、索特直径、体积加权下的气泡粒度趋势图（D10，D50，D90等）

矿浆体系气含率

  上图为PBS气泡尺寸监测系统软件测试界面截图，右侧为实时获得的高清晰气泡体系图像，左侧为实时监测的浮选过程中气泡相关数据，包括实时气泡粒度分布图、气泡颗粒度趋势图等丰富数据。

4.  PBS气泡尺寸监测系统应用举例

  PBS气泡尺寸监测系统在矿物浮选领域有成熟的应用，以下为PBS气泡尺寸监测系统在芬兰某金矿选矿厂的浮选过程测试装置图：

 在本次测试过程中，矿浆内质量百分比浓度为5%，矿浆温度范围为10-20℃，压力为常压，气泡粒径分布在0.2-5mm。

 PBS气泡尺寸监测系统是优化浮选工艺流程的理想工具。通过本次测试可知矿浆搅拌强度对气泡尺寸影响最大，搅拌强度增加会减小气泡尺寸，而空气供应量增加则会增大气泡尺寸。测试还表明，气泡尺寸与进料污泥量密切相关，高污泥浓度会降低浮选槽内流动湍流，从而削弱气体分散效果，最终导致气泡尺寸增大。

 在矿物浮选领域，人工智能正逐步成为优化浮选工艺的关键技术。传统浮选过程依赖人工经验调整矿浆浓度、药剂用量、充气量等参数，常面临反应滞后、指标波动大等问题。PBS气泡尺寸监测系统可实时获得矿物浮选过程中的气泡颗粒尺寸、表观气体流速及气含率等关键参数，可快速判断浮选工况，并且其获得的数据可作为AI大模型的基础数据，结合历史生产数据与在线传感器（如pH），能够预测精矿品位和尾矿损失，并自动推荐最优的操作参数组合。此外，强化学习框架可直接与浮选控制系统联动，动态调整捕收剂和起泡剂的添加速率，在保证回收率的同时降低药剂消耗。PBS气泡尺寸监测系统与AI辅助模型联动进行的浮选控制能显著降低人为干扰，提高入选品位稳定性，并帮助矿山企业实现节能增效与智能运维。